氮肥减施对养分在潮土肥际微域中迁移过程的影响

肥料减施增效对合理控制肥料用量、推进农业绿色发展、实施乡村振兴具有重要意义。本研究以尿素、磷酸二铵和硫酸钾为供试肥料,采用培养试验研究了氮肥减施对砂质潮土和壤质潮土肥际微域速效养分迁移过程的影响。以高产推荐施肥N 210 kg/hm^(2)为基础,在氮肥减施20%时,速效氮磷钾进入砂质潮土肥际微域的比例比习惯施肥N315kg/hm^(2)增加了15.71%、7.27%和13.14%,比高产推荐施肥增加了10.54%、3.79%和8.98%。速效氮迁移距离低于习惯施肥,与高产推荐施肥相当,为46 mm;有效磷迁移距离与两者无显著性差异;速效钾迁移距离分别增加了15.79%和10.00%。速效氮和有效磷进入壤质潮土肥际微域的比例比习惯施肥增加了53.08%、3.44%,比高产推荐施肥增加了14.28%、6.89%,迁移距离与习惯施肥、高产推荐施肥无显著性差异;速效钾比例和迁移距离则低于其他两个施肥量处理。

荒漠草原区土壤动物分解作用对土壤C、N、P、K含量分布的影响

选择半干旱(宁夏盐池)、干旱(内蒙古乌拉特后旗)荒漠草原区为研究样地,以牛枝子枯落物为研究对象,采用网孔分解袋法研究土壤动物分解功能对枯落物C、N、P、K分布的影响,结合枯落物分解过程中土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量分布特征,阐明土壤动物分解作用对土壤营养元素含量分布的影响规律。结果表明:(1)共捕获土壤动物226只,隶属14科(属)。土壤动物个体数表现为盐池地区均高于乌拉特地区,而类群数差异较小,仅在乌拉特地区灌丛高于裸地。土壤动物Simpson指数、Shannon指数和Margalef指数在不同生境下均无显著差异,Pielou指数在裸地生境下表现为乌拉特地区显著高于盐池地区。(2)不同网孔分解袋中枯落物养分元素均处于不同程度的释放状态。其中枯落物C、N元素累积系数在盐池地区表现为2 mm网孔显著低于0.01 mm网孔,在乌拉特地区表现为2 mm网孔显著高于0.01 mm网孔;枯落物P、K元素累积系数分别在乌拉特地区和盐池地区表现为2 mm网孔显著高于0.01 mm网孔,且土壤动物对盐池枯落物C、N、P、K元素释放均表现为正效应;对乌拉特枯落物C、N元素释放表现为灌丛为负效应,裸地为正效应,P、K元素释放表现为灌丛为正效应,裸地为负效应。(3)土壤动物对TN、TK增量受灌丛内外微生境差异的影响,表现为乌拉特灌丛显著高于裸地。且土壤动物对土壤SOC增量均为正效应;对TK、TP增量在灌丛为正效应,在裸地为负效应;对TN增量在不同地区不同微生境下效应不同。(4)Pearson相关分析和RDA分析表明,土壤动物多样性分布和土壤理化性质显著影响枯落物养分释放。综合分析表明,在半干旱区土壤动物加速枯落物养分释放和土壤SOC积累,而土壤TP、TN、和TK的积累受灌丛微生境的影响;在干旱区土壤动物对枯落物C、N元素和P、K元素释放在灌丛和裸地微生境作用相反,且土壤动物加速灌丛、减缓裸地土壤养分的输入。土壤动物增强枯落物养分元素在生态系统中的流动性,改变枯落物养分输入土壤的直接关系,且土壤对枯落物的分解具有一定的调控作用,其中土壤TK起主要作用。

土地利用变化对土壤发生层质量演化的影响——以杭州湾南岸滨海平原为例

以杭州湾南岸滨海平原为研究区,通过定点配对土壤采样分析,选取有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾、全盐、pH值等要素作为土壤质量评价指标,分析了1982￣2003年土地利用变化对土壤发生层质量演化的影响。结果表明:①1982￣2003年杭州湾南岸滨海平原土壤发生层质量的总体演化特征表现为A层综合质量指数明显下降,B(或P)、C(或W)层略有上升。整个土壤发生层全磷含量普遍下降,其他单质量指标的变化差异较大。②土地利用方式变化使得不同发生层的土壤有机质含量等单质量指标和综合质量指数的变化都明显大于土地利用方式未发生变化的土壤,其变化量表现为A层>B(或P)层>C(或W)层。③土地利用变化引起的土壤耕种、栽培、施肥和排灌制度的变化,改变着土壤成土过程,从而对土壤发生层质量演化产生直接影响。

东北典型黑土区气候、地貌演化与黑土发育关系

通过野外实地调查,利用地层学方法结合孢粉分析结果,研究了黑土区地层地貌的发育历史、地层序列以及古气候变化,重建黑土、黑钙土的发育历史及发育所需的地貌、气候条件。结果表明,黑土从温暖湿润的晚更新世早期便开始在嫩江的二、三级阶地上发育,而黑钙土则从全新世初开始在嫩江的一级阶地上发育,这时气候处于暖干期,且一级阶地地势较低,水位相对较高,容易接受上方高地淋洗下来的钙,从而在土壤中形成比较典型的淀积层。可见,地貌条件及气候因素对黑土、黑钙土的形成发育起到至关重要的作用。研究结果为黑土区的水土保持及土壤改良研究提供理论基础,同时为正确评估黑土层的侵蚀速率及制订合理的改良措施提供科学的参考。

福建省冷浸田形成、障碍特性及治理利用技术研究进展

冷浸田为福建省主要的中低产田,结合国内已有研究成果,介绍了福建冷浸田分布、分类与形成机制,阐明障碍特性,探讨各种综合治理利用技术,提出冷浸田发展演变规律及今后研究展望。

紫色丘陵区小流域侵蚀沉积断面构型及土壤颗粒分形特征

土壤侵蚀沉积是地球物质循环的重要环节,但人为因素使之加剧并引起许多生态环境问题。以四川紫色丘陵区小流域为例,根据地形部位及土壤性状划分出侵蚀沉积纵横断面,分析其侵蚀沉积特征,并采集土壤样品研究其颗粒组成和分形维数特征。结果表明:侵蚀沉积纵横断面不同地形部位侵蚀沉积特征明显不同,可分冲刷剥蚀、搬运扩散和沉积掩埋3种类型并连为侵蚀沉积链;侵蚀沉积纵横断面的划分对土壤侵蚀与沉积的认识更全面,整体性更强。研究区颗粒组成特别是粘粒含量明显地体现出侵蚀沉积的差异,分形维数综合体现出明显地随高度降低粗粒物质减少、细粒物质增加的趋势。

应用13C核磁共振技术研究土壤有机质化学结构进展

土壤有机质化学结构对准确评价土壤有机质的稳定性及其在土壤中的功能具有重要意义。土壤有机质化学结构的研究方法中,固态13C核磁共振波谱技术(Solid-state 13C-NMR spectroscopy)具有独特优势,对土壤有机质化学结构的解析更贴近真实状态,近年来已取得诸多新进展和新突破。综述了近年来应用13C-NMR测定土壤全土、团聚体和密度组分、腐殖质组分的有机碳化学结构特征,分析了影响化学结构变化的因素。不同气候条件、植被类型、土地利用管理方式、土壤类型、土壤有机碳含量的全土中有机碳化学结构比较相似,均表现为烷氧碳比例最高,其次为烷基碳和芳香碳,羧基羰基碳比例最低。土壤有机碳主要来源于外源植物残体,植物残体化学结构的相似性可能是导致土壤有机碳化学结构相似的主要原因,环境条件、土壤自身属性和微生物活性的差异使土壤有机碳化学结构产生微小差异。土壤颗粒及化学组分间的有机碳分子结构差异较大,大颗粒有机碳中烷氧碳比例最高,小粒径及与矿物颗粒结合的有机碳中烷基碳和羧基羰基碳比例更高,粉黏粒和腐殖酸组分的有机碳化学结构在土壤类型间差异较大。今后的研究重点应更多地关注土壤有机质来源的定量化分析、土壤微生物对土壤有机碳组分和结构稳定性的贡献及调控机制、土壤有机碳稳定性的生物物理化学保护机制、空间大尺度环境因子/土壤生态过程与微观尺度的有机碳化学分子结构的耦合作用机制、跨学科的多种土壤有机碳化学分子结构测定辨识技术等方面的研究。

三江源区东西样带土壤侵蚀的^137Cs和^210Pbex示踪研究

运用137Cs和210Pbex联合示踪技术,考察青藏高原三江源区东西样带137Cs和210Pbex面积浓度的背景值和变化特征,以及东西样带土壤侵蚀速率、分布特征和主要影响因素.结果表明:①青藏高原三江源区东西样带137Cs和210Pbex面积浓度背景值分别为453~1 714和2 612~7 377 Bq/m2,137Cs和210Pbex背景值从西向东样带随海拔高度的变化差异明显.137Cs(x)和210Pbex(y)面积浓度的背景值区域分布呈显著线性相关,相关性关系式为y=3.587 2x+1 463.4,R2=0.951 7.②长江源区沱沱河137Cs的示踪结果表明,以沱沱河为中心的长江源区是典型的风蚀区,年侵蚀速率2.5 t/(hm2.a),该区是青藏高原重要的沙尘暴源区之一.③黄河源区玛多典型坡面137Cs和210Pbex的示踪结果表明,近40年来,玛多畜牧业为主的人类活动造成的土壤扰动比自然因素的影响大.④玛沁东倾沟乡和军牧场的比较研究结果表明,玛沁东倾沟乡高山草甸的水土保持效果较好,而玛沁军牧场的畜牧业活动造成了地表土壤的强烈扰动.⑤玛沁军功镇典型水蚀地貌土壤剖面137Cs和210Pbex的结果表明,20世纪50—60年代,该区的极端暴雨事件导致了严重的水土流失,土壤剖面中出现137Cs和210Pbex的空白区.植被破坏导致玛沁军功镇出现了严重水蚀,净侵蚀速率为8.0 t/(hm2.a).⑥近40年来,随着人类活动的加剧和全球气候变暖,导致青藏高原三江源区出现了沙尘暴的传输源地.

我国设施农业土壤质量退化特征与调控研究进展

设施土壤质量退化已成为制约现代设施农业可持续发展的瓶颈。了解设施土壤退化成因与特征,并采取适宜的调控措施,对于促进设施农业持续健康发展具有重要意义。本文综述了国内目前设施农业土壤次生盐渍化、酸化、微生物区系破坏、养分失调、有害物质积累等5个方面的退化特征与成因。简述了生物、农业、工程3类调控措施在改良设施土壤方面的应用研究进展。并且针对我国设施土壤质量研究中存在的关于探索形成原因和控制机理方面的研究少,原创性设施土壤改良与调控技术仍然十分缺乏,大尺度、长时间设施土壤质量演变的长期定位研究和动态监测工作十分滞后,有关设施土壤退化因素叠加效应与交互作用机理研究尚未涉及等问题,提出应将构建设施土壤质量标准体系,开展设施土壤质量退化演变机理以及拓展调控与改良技术,系统研究不同退化形式之间的相互作用,以及拓展新技术在设施农业土壤研究中的应用等4方面作为今后研究的重点。

围垦对杭州湾南岸滨海湿地土壤养分分布的影响

在杭州湾南岸典型滨海湿地以空间代时间的方法,采集不同围垦年代的自然湿地土壤和围垦后利用土壤,研究了湿地土壤有机质、N和P的空间分布规律及围垦利用对养分空间分布的影响。结果表明,随围垦时间的增加,土壤表层全P含量表现为增加的趋势,围垦5年、25年和50年土壤全P含量比未围垦光滩分别增加12%、25%和76%;土壤有机质则表现为先降低后增加趋势,围垦5年和围垦25年土壤有机质相比未围垦光滩分别减少14%和50%,围垦50年则比未围垦光滩增加87%;土壤全N的分布趋势和有机质基本一致。对养分剖面分布的分析表明,围垦及其利用等人为干扰活动对养分的影响主要集中于土壤表层。相关性分析显示,土壤中全N含量与有机质含量呈现出显著的正相关,说明在土壤中N主要是以有机N的形态存在,而全P含量与有机质含量的关系不显著。土壤颗粒组成与土壤中有机质、N素等养分含量有较为明显的关系,有机质、全N与物理性黏粒(<0.01mm)的各组分都表现为显著或极显著正相关;土壤中P素与土壤质地的关系则并不是很密切。研究表明,围垦及其利用引起的土壤水分和质地等物理性质的变化以及不同围垦历史是影响湿地土壤养分空间分布的主要因素。

三叶草根间菌丝桥传递衰亡根系中磷的作用

应用五室方法研究了三叶草根间菌丝桥传递衰亡根系中磷的作用。三叶草生长至１０周切除供体地上部让根系衰亡，１１周时收获样品进行分析测定。结果表明：菌丝桥可以在植株间传递３２Ｐ，从而使受体三叶草地上部磷营养状况得到改善；供体植株地上部切除后有利于３２Ｐ通过菌丝桥从衰亡根系向受体植株的转移，表现为受体植株含磷量有所增加，但对植株的生长影响不大。

中国土壤空间分布的分形与分维

基于分形理论,对中国土壤空间分布的分形性质进行了定量研究,所得结论为:(1)中国土壤空间分形结构特征客观存在,南方水稻土、黄刚土等53类土壤斑块的周长-面积关系客观存在;(2)中国各土壤类型中,寒漠土分维最大,为1.952,灰漠土分维最小,为1.158;寒漠土斑块镶嵌结构最复杂,灰漠土斑块镶嵌结构最简单;(3)随着我国土壤类型从华南→东北→西北的变化,土壤类型空间分布的分维总体增大;在青藏高原区,各土壤分维出现垂直与水平的复合分布,随着地势自东南向西北的逐渐升高,土壤分维总体变大;(4)中国各土壤类型中,寒漠土稳定性指数值最大,为0.452 4,其斑块镶嵌结构稳定性最高,灰褐土斑块镶嵌结构稳定性最低,稳定性指数值为0.001 3;(5)随着我国土壤类型由南向东北的变化,各土壤类型斑块镶嵌结构的稳定性指数总体变小;在青藏高原区,由东南向西北,各土壤类型斑块镶嵌结构的稳定性指数总体变大;(6)就中国土壤类型的空间分布而言,中国土壤类型斑块空间分布的几何属性对其分维大小可能有直接的影响。

北方农牧交错带(武川县)土壤微生物数量分布及层化比率研究

采用田间采样及室内培养方法，对内蒙古武川县耕地、退耕还灌地和放牧草原3种类型土地土壤微生物各类群的数量分布和层化比率进行了研究。结果表明：在土壤耕作层（0～30cm）土壤微生物数量呈逐层下降趋势，3种类型土地的土壤微生物总数相差不大，3种类型土地土壤微生物层化比率存在明显差异。同时提出了土壤微生物层化比率的概念，并认为土壤微生物层化比率可能是一个比较好的指示动态土壤质量（土壤演替方向）的指标，当一个区域土壤微生物层化比率大于2时，土地一般不会发生退化现象。在研究的3块实验区域中，耕地存在较高的退化风险．退耕还灌地正处于逐步恢复的阶段，放牧草原依然存在逐步退化的趋势。

冬小麦生长条件下土壤氮素运移动态的数值模拟

将土壤溶质运移理论和土壤微生物化学、植物生理学有机地结合起来,建立了农田土壤氮素运移、转化与吸收的综合数学模型。运用该模型对中德合作项目试验田1999～2000年冬小麦优化施肥与传统灌溉和优化施肥与优化灌溉两小区的土壤水分和氮素运移动态及干物质产量进行了模拟。模拟结果与实测数据吻合较好。两小区土壤剖面埋深165cm处硝态氮淋失量的计算结果表明:与传统灌溉方式相比,优化灌溉方式的土壤硝态氮的淋失量明显减少。用验证后的数学模型在计算机上进行了几种不同灌溉方案下土壤水氮运移动态及干物质产量变化的数值试验,结果表明:在喷灌条件下,冬小麦以每10d灌溉一次,每次20mm水量的灌溉方式较优。

珠江三角洲水改旱蔬菜地土壤特性演变

以广东省博罗县为例,选取52个由水稻田改为蔬菜种植的蔬菜地土壤样品,并以每个蔬菜地附近相同土壤类型的水稻田土壤样品为对照,研究了水稻田改为蔬菜地后土壤特性的变化。结果显示,水稻田改为蔬菜地后,土壤pH值有所提高,有机质、全氮呈下降趋势;土壤碱解氮、全磷、有效磷和速效钾显著增加,尤其是有效磷负荷累积明显,平均达到了98.02 mg/kg,土壤有效Cu含量下降,有效B和Mo含量均表现出增加的趋势,平均含量均低于全国临界值,有效Mn和Zn含量虽有所升高且平均值高于临界值,但仍有32.69%和26.93%的样品含量低于临界值,有效Fe的含量下降较为明显。部分蔬菜地土壤出现次生盐渍化现象,土壤盐分、硝态氮累积明显。土壤全盐与土壤硝态氮,土壤硝态氮与蔬菜硝酸盐含量之间存在极显著的正相关关系;不合理施肥和长期高强度连作是造成露天蔬菜地土壤养分失衡和土壤次生盐渍化的主要原因。因此,实施科学的平衡施肥制度和合理的耕作管理措施是保持土壤养分平衡,提高蔬菜产量和品质的关键。

上海临港新城近60a筑堤区域植被与土壤特征

上海临港新城近60a筑堤区域主要受杭州湾涌潮和长江的影响淤长而成。由于筑堤,引起滨海盐渍土壤理化性质发生改变,导致了不同区域分布了不同的植物和植物群落。通过对上海临港新城近60a筑堤区域植被的调查,共记录维管束植物26科64属66种。植被与土壤特征相关性分析表明,各区域植物种类数目与土壤的pH值呈正相关,与电导率值呈负相关,但均未达到显著水平,而土壤有机质及10月份的土壤全盐量与该区域植物种类数目呈显著正相关与显著负相关。说明上海临港新城植物种类的主导因子是土壤有机质及土壤盐分。

苏南昆山地区全新世土壤与环境

河湖相沉积物上发育的昆山大市镇土壤位于太湖地区 ,形成于 1万年以前。根据土壤特性 ,沉积—成土作用阶段 ,放射性碳年龄以及孢粉和微形态分析 ,该土壤可划分为四个层段。土壤层段特性的变化反映出这里全新世自然环境的变迁和人为活动在土壤中留下的不可磨灭影响 。

土壤中硝态氮淋洗的传递函数模拟和预报

运用传递函数模型 (TransferFunctionModel,TFM)作为随机模拟工具 ,对灌溉入渗—重分布条件下非饱和土壤中硝态氮的运移进行了数学模拟 .获得了实验条件下土壤中硝态氮迁移时间的概率密度函数和中值与均值迁移时间及运移体积分数 ,仿真了实验期间硝态氮的出流浓度动态 。

江汉平原涝渍地的成因、演替与分异规律研究

江汉平原涝渍地的成因主要有地质地貌条件、气象水文条件和农业生产活动;涝渍地的演替过程与人类的干预程度密切相关,并表现出时间和空间的分异规律性,从而引起涝渍灾害程度的差异。

第四纪黄土剖面多元古土壤形成发育信息的揭示

以时间尺度 2 0万年以来的洛川黄土剖面为研究对象。采用间隔 30～ 5 0cm的密集采样 ,通过土样的物理、化学、矿物组成和孢粉分析及土壤微形态镜鉴的综合研究 ,对第四纪生物气候环境演变提出了新的见解。对原以代表干冷环境沉积为主的黄土地层 (L) ,揭示了内伏半干旱环境的演化及相应的土壤发育过程 ;对原以代表暖湿环境的红褐色古土壤层 ,揭示了内伏干旱、半干旱环境的演化及干旱与湿润型孢粉共存的矛盾实质。研究证示 :深厚的黄土剖面是在第四纪生物—气候环境演变过程中 ,通过黄土沉积、成壤强弱交替演化 ,形成发育的由不同土壤类型组成的特殊的多元古土壤剖面体系。